Генетика на пальцах

Одни ученые воскресили ламаркизм, признав наследование приобретенных признаков. Все особи в популяции стремятся к одному и тому же одними и теми же путями, поскольку находятся в схожих условиях. Они массово, большинством особей, «упражняют» свои органы, приобретают в течение жизни полезные признаки и так же массово передают их потомству. Никакого «болота», растворяющего признаки, при таком положении дел существовать не может, поскольку полезные признаки появляются не у отдельных особей, а у большинства.

Другие вооружились концепцией ортогенеза, согласно которой развитие всего живого идет по заранее предначертанному природой пути и от внешних условий не зависит. Живые организмы не приспосабливаются к среде обитания, а делают то, что велит им природа. Во всем существует предопределенный порядок.

Кстати говоря, «поправки», внесенные Дарвином в его учение под влиянием критиков, представляли собой смесь ламаркизма с ортогенетизмом.

Третьи были сторонниками не полной предопределенности развития всего живого, а его абсолютной случайности. Мутации происходят случайно, никакого порядка не существует, развитием управляет хаос. То есть никто развитием не управляет и не может управлять.

Синтетическая теория эволюции, устранившая все «необъяснимые» противоречия дарвиновского учения и вернувшая эволюцию на рельсы естественного отбора, образовалась в результате слияния классического дарвинизма с популяционной генетикой, сформировавшейся в начале ХХ века.

Образно говоря, популяционная генетика подвела научный фундамент под эволюционное учение Дарвина и восстановила в правах естественный отбор, вернув ему высокое звание движущего механизма эволюции. Также популяционная генетика внесла в дарвинизм ряд уточнений. Так, например, нейтральная теория молекулярной эволюции (она же теория нейтральной эволюции) утверждает, что подавляющее число мутаций на молекулярном уровне не связано с естественным отбором, носит нейтральный характер по отношению к нему. Вследствие этого значительная часть внутривидовой изменчивости, особенно в небольших популяциях, объясняется не столько действием естественного отбора, сколько случайными «нейтральными» мутациями. Проще говоря, доля мутаций, имеющих приспособительное значение, относительно невелика, это первое. И второе – виды изменяются не только за счет полезных приспособительных мутаций, но и за счет нейтральных.

Обратите внимание на то, что теория нейтральной эволюции не отрицает естественного отбора и даже не оспаривает его решающей роли в развитии жизни на нашей планете. Она дополняет учение об эволюции новыми данными.

Механизмы, определяющие генетическую структуру популяций, то есть соотношение в них различных генов и аллелей, можно разделить на две группы: поддерживающие и нарушающие генетическое равновесие в популяциях.

К поддерживающим механизмам относятся естественный отбор и дрейф генов, а к нарушающим – мутагенез и поток генов. Но при этом естественный отбор и мутагенез оказывают систематическое воздействие, а дрейф и поток генов – случайное.

Что такое естественный отбор и мутагенез, объяснять не нужно. Точно так же не нуждается в объяснении систематичность их воздействия на живые организмы. А вот как дрейфуют гены и куда они текут, непонятно. Но мы это сейчас выясним!

Дрейфом генов называют случайные изменения частот аллелей в популяции.

Не очень-то понятно?

Вспомните, что слово «дрейф» означает медленное постоянное перемещение чего-либо под действием сторонних сил. Ключевое для нас слово – «сторонних». Дрейф происходит под чьим-то сторонним влиянием.

Частота аллелей или частота генов – это соотношение разных аллелей одного и того же гена в популяции. Поскольку аллели определяют проявление одного и того же признака в различных формах, можно сказать, что частота аллеля представляет собой вероятность проявления конкретного признака в популяции.

Частоту аллеля высчитывают делением количества данных аллелей у всех особей данной популяции на общее количество аллелей в популяции и выражают в процентах.

Допустим, что в некой популяции численностью в 100 особей имеется два аллеля, представленных равным количеством копий, – 50. Частоты этих аллелей будут равны 50 %. Если в популяции произойдет какой-то катаклизм, резко и произвольно уменьшающий численность особей, например засуха или землетрясение, то среди выживших особей частота данных аллелей может остаться «пятидесятипроцентной», но может измениться и составить, к примеру, 65 % и 35 %. Тогда можно будет говорить о дрейфе генов.

Дрейфом генов называются случайные изменения частот аллелей и генотипов, происходящие в популяции при смене поколений.

Изменения при дрейфе генов всегда случайны – никто не может предугадать, какие особи погибнут в результате катаклизма, а какие выживут.

В случае, когда частоты аллелей будут значительно отличаться друг от друга, например 97 % и 3 %, в результате катаклизма могут погибнуть все носители «трехпроцентного» варианта. Тогда частота сохранившегося аллеля составит 100 %.